科技日報記者 陳曦 通訊員 焦德芳
近日，天津大學仰大勇教授團隊聯合中石油石化研究院成功研發新型DNA生物塑料，這種塑料原料來源豐富，生產、使用和回收處理全過程均與生態環境友好兼容，且可以低能耗無損回收，有望在部分應用領域替代石油基塑料。該成果已發表于領域權威期刊《美國化學會志》。
圖片說明：由生物質DNA和離聚物為原料制備的可持續DNA生物塑料
塑料工業是國民經濟的支柱產業，我國每年進口的石油資源約1/3用于合成塑料制品，塑料加工制品的產量和消費量均居世界第一。
但塑料原料提取過程耗能高、污染高，會產生大量溫室氣體和化學副產物。目前全球每年產生幾千萬噸塑料垃圾，且這一數字正以驚人的速度逐年增加。
大量石油基塑料的廢棄是對不可再生資源的巨大浪費，同時也極大加劇能源危機。發展可循環使用的生物基塑料成為解決塑料污染、緩解碳排放問題的有效手段，特別是發展生態環境友好材料，成為目前學術界和產業界的前沿研究熱點。
脫氧核糖核酸（DNA）是生命遺傳物質，在大自然中廣泛存在，是一種取之不盡、用之不竭的生物高分子。據統計，地球目前DNA總儲量約為500億公噸。如果將其中的小部分DNA轉化為DNA塑料，理論上可以有效緩解日益增長的塑料使用需求。
仰大勇教授團隊據此開發了低溫加工DNA生物塑料的新方法，制備了一種在生產、使用和回收處理過程中均與環境相兼容的新型DNA生物塑料。“這種塑料的原材料包括天然DNA和離聚物，均來源于生物可再生資源。”仰大勇介紹，與石油基塑料熔融加工策略相比，這種新型DNA塑料的加工能耗僅不到5%。新型DNA塑料還可以通過無損回收策略制成新的塑料制品使用，也可以在DNA酶作用下實現可控降解。
據仰大勇教授介紹，現有的工業化設備可以快速地從植物、藻類和細菌中大量提取生物質DNA，利用這些設備可以實現DNA年產量達數十萬公噸，新型DNA塑料有巨大的量產化潛力。同時，這種塑料可折疊性和低溫穩定性優異，可加工成多腔室微結構，有望在生物傳感、藥物遞送和組織工程等生物醫學領域發揮重要作用。
中石油石化研究院何盛寶院長表示，中國石油把“綠色低碳”納入公司發展戰略，為實現建設“低碳能源生態圈”的目標，研究院成立了氫能、生物化工和新材料研究所，旨在探索顛覆性的新能源新材料，以應對全球新一輪產業革命的到來和日益嚴峻的環境能源危機。“我們與天津大學合作研發的DNA可持續生物塑料是該領域的創新性成果之一，對于構建低碳循環發展經濟體系具有重要意義。”
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